CÁC GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ ĐỂ CÂN BẰNG LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Trong tương lai, tua bin hiện tại được cân nhắc để thay thế hỗ trợ lưới điện năng lượng mới. Có nhiều lý do gây nên bất ổn nguồn điện và cần phải có những giải pháp lựa chọn để cân bằng năng lượng tái tạo đã được ứng dụng thành công ở nhiều doanh nghiệp và công trình để tạo ra nguồn điện.

Những lý do cụ thể gây bất ổn lưới điện

Trong thời gian 1 thập kỷ trở lại đây, trên những quốc gia ngừng phát triển đã ngừng hoạt động của các nhà máy điện than và phát triển các nguồn điện tái tạo. Trong thời gian sắp tới các cơ sở sản xuất có xu hướng chuyển qua sử dụng nguồn năng lượng sạch như mặt trời, gió,... nên sẽ dẫn đến hệ lụy mất ổn định của lưới điện.

Năng lượng tái tạo được kết nối với mạng lưới điện tử thay vì trực tiếp như nhà máy điện tạp trung. Kết quả của việc dịch chuyển khỏi than đá sẽ dẫn đến có ít tua bin kết nối lưới điện, dẫn đến hiện tượng giảm lượng quán tính trong hệ thống. Mất đồng bộ các máy phát tua bin khí và tua bin hơi dẫn đến hệ thống sẽ mất ổn định ở dạng quán tính mang tính hệ thống"- Mark Tiernan - Giám đốc Trạm điện cao thế thuộc Công ty Năng lượng Siemens Energy cho hay.

Giải pháp lựa chọn cân bằng lưới điện tái tạo

1- Sử dụng thiết bị điều khiển điện

Phương án này có khả năng giúp duy trì và đẩy nhanh tốc độ sản xuất năng lượng tái tạo. Dựa vào các giải pháp điện truyền thống cho thấy rằng các loại thiết bị điện như tụ điện, bộ bù VAR tĩnh và các bộ phận bù tĩnh có khả năng phát huy được tác dụng.

Khối tụ điện thường được lắp đặt ở các vị trí như trạm biến áp, gồm các tụ điện bù ngang.

- Ưu điểm: Giá rẻ, đáng tin cậy, dễ cài đặt.

- Nhược điểm: Chiếm diện tích lớn, chỉ có thể cung cấp công suất phản kháng, không thể hấp thụ được. Khi quá trình tải tăng nhanh và điện áp giảm thì hiệu quả tụ điện cũng giảm dần.

Bộ bù VAR tĩnh: Về cơ bản là công tắc điện bao gồm các tụ điện và cuộn kháng shunt, chúng có khả năng cung cấp mức độ kiểm soát điện áp lớn hơn so với các tụ điện đơn giản. Phương pháp cân bằng lưới điện tái tạo này có thể hấp thụ và cung cấp công suất phản kháng, nhưng điểm bất lợi của chúng là mất ổn định hoặc gây sụp đổ điện áp.
Máy bù đồng bộ tĩnh (bộ ngưng đồng bộ tĩnh): Sử dụng thiết bị điện tử công suất phức tạp hơn là tụ điện và cuộn kháng. Chúng cỏ khả năng cung cấp thời gian phản hồi nhanh nhưng giá lại cao hơn so với các thiết bị khác.
Thiết bị bù công suất phản kháng kiểu tĩnh SVC Plus: Giải pháp này được nhiều doanh nghiệp ở nhiều quốc gia áp dụng và mang lại hiệu quả tương đối cao. Nó có đặc điểm nổi bật là tạo nguồn điện cảm ứng, hoặc tạo ra điện dung để ổn định hệ thống truyền tải và giảm nguy cơ sập nguồn và mất điện trong quá trình hoạt động. Hệ thống SVC Plus thường có kích thước bằng một nửa SVC thông thường.

2. Sử dụng dàn ngưng đồng bộ

Đây là một phương pháp để giải quyết các vấn đề mất ổn định của lưới điện. Về bản chất, dàn ngưng tụ đồng bộ là một chi tiết lớn tạo ra bánh đà và máy phát điện. Khi chúng được kết nối với lưới điện nó sẽ cung cấp quán tính bằng cách quay điện liên tục đồng bộ với tần số lưới. Chính vì thế, nó sẽ góp phần vào sự ổn định của hệ thống để giảm biến động nào về tần số, giống như quá trình giảm xóc ô tô khi đi trên đường. Bánh đà là một chi tiết bánh lớn có tác dụng bổ dung thêm khối lượng để hệ thống điện có quán tính lớn hơn. Nó thực sự là một phương tiện thay thế bánh đà thay thế cho khối lượng của tua bin khí, hoặc hơn.

3. Máy phát điện hiện có cho ngưng tụ đồng bộ

Để có thể giảm vốn hoạt động, các nhà máy điện đã chuyển sang sử dụng các tua bin hơi và các khí cũ thành các bình ngưng tụ đồng bộ. Có rất nhiều nhà máy điện đang tồn tại có sẵn các tua bin cũ chúng khiến cho doanh nghiệp vận hành hoạt động sản xuất với công suất thấp hơn nên các tua bin cũ sẽ ngưng hoạt động ngày càng nhiều.

Có 2 loại ngưng tụ đồng bộ:

- Một là, để nhà máy sử dụng công suất cực đại và ngưng tụ bằng cách kết hợp bộ ly hợp tự dịch chuyển đồng bộ (SSS) vào một tổ hợp máy phát tuabin hiện có.

- Hai là, tháo tua bin và thêm bộ truyền động tăng tốc bằng ly hợp SSS nếu máy phát tua bin ngưng hoạt động và nhanh chóng chuyển đổi thành bình ngưng đồng bộ.

Từ góc độ kinh tế cho thấy rằng khi vận dụng các giải pháp để có thể tiết kiệm được năng lượng hiệu quả nên sử dụng các máy móc hiện có, trang bị thiết bị bổ sung như ly hợp, giá không quá đắt đỏ và lắp đặt nhanh chóng. Đường truyền của hệ thống điện, thiết bị chuyển mạch, thiết bị điện khác cũng như giấy phép không khó khăn. Sử dụng số tiền tiết kiệm được để nâng cấp các thiết bị khác của lưới điện hoặc sử dụng vào nguồn điện gió và điện mặt trời.